2023年 下期

極板間が比誘電率$\varepsilon_r$の誘電体で満たされている平行平板コンデンサに一定の直流電圧が加えられている。このコンデンサに関する記述a〜eとして，誤っているものの組合せを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし，コンデンサの端効果は無視できるものとする。 a. 極板間の電界分布は$\varepsilon_r$に依存する。 b. 極板間の電位分布は$\varepsilon_r$に依存する。 c. 極板間の静電容量は$\varepsilon_r$に依存する。 d. 極板間に蓄えられる静電エネルギーは$\varepsilon_r$に依存する。 e. 極板上の電荷（電気量）は$\varepsilon_r$に依存する。

次の文章は，帯電した導体球に関する記述である。 真空中で導体球A及びBが軽い絶縁体の糸で固定点Oからつり下げられている。真空の誘電率を$\varepsilon_0\,[\mathrm{F/m}]$，重力加速度を$g\,[\mathrm{m/s^2}]$とする。A及びBは同じ大きさと質量$m\,[\mathrm{kg}]$をもつ。糸の長さは各導体球の中心点が点Oから距離$l\,[\mathrm{m}]$となる長さである。 まず，導体球A及びBにそれぞれ電荷$Q\,[\mathrm{C}]$，$3Q\,[\mathrm{C}]$を与えて帯電させたところ，静電力による(ア)が生じ，図のようにA及びBの中心点間が$d\,[\mathrm{m}]$離れた状態で釣り合った。ただし，導体球の直径は$d$に比べて十分に小さいとする。このとき，個々の導体球において，静電力$F=(\text{イ})\,[\mathrm{N}]$，重力$mg\,[\mathrm{N}]$，糸の張力$T\,[\mathrm{N}]$，の三つの力が釣り合っている。三平方の定理より$F^2+(mg)^2=T^2$が成り立ち，張力の方向を考えると$F/T$は$d/(2l)$に等しい。これらより$T$を消去し整理すると，$d$が満たす式として， $k\left(\dfrac{d}{2l}\right)^3=\sqrt{1-\left(\dfrac{d}{2l}\right)^2}$ が導かれる。ただし，係数$k=(\text{ウ})$である。 次に，AとBとを一旦接触させたところAB間で電荷が移動し，同電位となった。そしてAとBとが力の釣合いの位置に戻った。接触前に比べ，距離$d$は(エ)した。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，強磁性体の応用に関する記述である。 磁界中に強磁性体を置くと，周囲の磁束は，磁束が(ア)強磁性体の(イ)を通るようになる。このとき，強磁性体を中空にしておくと，中空の部分には外部の磁界の影響がほとんど及ばない。このように，強磁性体でまわりを囲んで，磁界の影響が及ばないようにすることを(ウ)という。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(ウ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

図のように，透磁率$\mu_0\,[\mathrm{H/m}]$の真空中に，無限に長い直線状導体Aと1辺$a\,[\mathrm{m}]$の正方形のループ状導体Bが距離$d\,[\mathrm{m}]$を隔てて置かれている。AとBは$xz$平面上にあり，Aは$z$軸と平行，Bの各辺は$x$軸又は$z$軸と平行である。A，Bには直流電流$I_A\,[\mathrm{A}]$，$I_B\,[\mathrm{A}]$が，それぞれ図示する方向に流れている。このとき，Bに加わる電磁力として，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 なお，$xyz$座標の定義は，破線の枠内の図で示したとおりとする。

図に示す直流回路は，$100\,\mathrm{V}$の直流電圧源に直流電流計を介して$10\,\Omega$の抵抗が接続され，$50\,\Omega$の抵抗と抵抗$R\,[\Omega]$が接続されている。電流計は$5\,\mathrm{A}$を示している。抵抗$R\,[\Omega]$で消費される電力の値$[\mathrm{W}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。なお，電流計の内部抵抗は無視できるものとする。

図のような直流回路において，抵抗$6\,\Omega$の端子間電圧の大きさ$V$の値$[\mathrm{V}]$として，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

図のように，抵抗，切換スイッチS及び電流計を接続した回路がある。この回路に直流電圧$100\,\mathrm{V}$を加えた状態で，図のようにスイッチSを開いたとき電流計の指示値は$2.0\,\mathrm{A}$であった。また，スイッチSを①側に閉じたとき電流計の指示値は$2.5\,\mathrm{A}$，スイッチSを②側に閉じたとき電流計の指示値は$5.0\,\mathrm{A}$であった。このとき，抵抗$r$の値$[\Omega]$として，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし，電流計の内部抵抗は無視できるものとし，測定誤差はないものとする。

図のような交流回路において，電源の周波数を変化させたところ，共振時のインダクタンス$L$の端子電圧$V_L$は$314\,\mathrm{V}$であった。共振周波数の値$[\mathrm{kHz}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

次式に示す電圧$e\,[\mathrm{V}]$及び電流$i\,[\mathrm{A}]$による電力の値$[\mathrm{kW}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 $e = 100\sin\omega t + 50\sin\!\left(3\omega t - \dfrac{\pi}{6}\right)\,[\mathrm{V}]$ $i = 20\sin\!\left(\omega t - \dfrac{\pi}{6}\right) + 10\sqrt{3}\sin\!\left(3\omega t + \dfrac{\pi}{6}\right)\,[\mathrm{A}]$

図のように，電圧$E\,[\mathrm{V}]$の直流電源，スイッチS，$R\,[\Omega]$の抵抗及び静電容量$C\,[\mathrm{F}]$のコンデンサからなる回路がある。この回路において，スイッチSを1側に接続してコンデンサを十分に充電した後，時刻$t=0\,\mathrm{s}$でスイッチSを1側から2側に切り換えた。2側に切り換えた以降の記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし，自然対数の底は，2.718とする。

FETは，半導体の中を移動する多数キャリアを(ア)電圧により生じる電界によって制御する素子であり，接合形と(イ)形がある。次の図記号は接合形の(ウ)チャネルFETを示す。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(ウ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，真空中における電子の運動に関する記述である。 図のように，$x$軸上の負の向きに大きさが一定の電界$E\,[\mathrm{V/m}]$が存在しているとき，$x$軸上に電荷が$-e\,[\mathrm{C}]$（$e$は電荷の絶対値），質量$m_0\,[\mathrm{kg}]$の1個の電子を置いた場合を考える。$x$軸の正方向の電子の加速度を$a\,[\mathrm{m/s^2}]$とし，また，この電子に加わる力の正方向を$x$軸の正方向にとったとき，電子の運動方程式は $m_0a=(\text{ア})$ となる。①式から電子は等加速度運動をすることがわかる。したがって，電子の初速度を零としたとき，$x$軸の正方向に向かう電子の速度$v\,[\mathrm{m/s}]$は時間$t\,[\mathrm{s}]$の(イ)関数となる。また，電子の走行距離$x_\mathrm{dis}\,[\mathrm{m}]$は時間$t\,[\mathrm{s}]$の(ウ)関数で表される。さらに，電子の運動エネルギーは時間$t\,[\mathrm{s}]$の(エ)で増加することがわかる。 ただし，電子の速度$v\,[\mathrm{m/s}]$はその質量の変化が無視できる範囲とする。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

図に示すように二つの増幅器を縦続接続した回路があり，増幅器1の電圧増幅度は10である。今，入力電圧$v_i$の値として$0.4\,\mathrm{mV}$の信号を加えたとき，出力電圧$v_o$の値は$0.4\,\mathrm{V}$であった。増幅器2の電圧利得の値$[\mathrm{dB}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

固有の名称をもつSI組立単位の記号と，これと同じ内容を表す他の表し方の組合せとして，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題15】 抵抗$R\,[\Omega]$，誘導性リアクタンス$X\,[\Omega]$からなる平衡三相負荷（力率80%）に対称三相交流電源を接続した交流回路がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 図1のように，Y結線した平衡三相負荷に線間電圧$210\,\mathrm{V}$の三相電圧を加えたとき，回路を流れる線電流$I$は$\dfrac{14}{\sqrt{3}}\,\mathrm{A}$であった。負荷の誘導性リアクタンス$X$の値$[\Omega]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題15】 抵抗$R\,[\Omega]$，誘導性リアクタンス$X\,[\Omega]$からなる平衡三相負荷（力率80%）に対称三相交流電源を接続した交流回路がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) 図1の各相の負荷を使って$\Delta$結線し，図2のように相電圧$200\,\mathrm{V}$の対称三相電源に接続した。この平衡三相負荷の全消費電力の値$[\mathrm{kW}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題16】 図のように，電源$E\,[\mathrm{V}]$，負荷抵抗$R\,[\Omega]$，内部抵抗$R_v\,[\mathrm{k\Omega}]$の電圧計及び内部抵抗$R_a\,[\Omega]$の電流計を接続した回路がある。この回路において，電圧計及び電流計の指示値がそれぞれ$V_1\,[\mathrm{V}]$，$I_1\,[\mathrm{A}]$であるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，電圧計と電流計の指示値の積を負荷抵抗$R\,[\Omega]$の消費電力の測定値とする。 (a) 電流計の電力損失の値$[\mathrm{W}]$を表す式として，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題16】 図のように，電源$E\,[\mathrm{V}]$，負荷抵抗$R\,[\Omega]$，内部抵抗$R_v\,[\mathrm{k\Omega}]$の電圧計及び内部抵抗$R_a\,[\Omega]$の電流計を接続した回路がある。この回路において，電圧計及び電流計の指示値がそれぞれ$V_1\,[\mathrm{V}]$，$I_1\,[\mathrm{A}]$であるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，電圧計と電流計の指示値の積を負荷抵抗$R\,[\Omega]$の消費電力の測定値とする。 (b) 今，負荷抵抗$R=320\,\Omega$，電流計の内部抵抗$R_a=4\,\Omega$が分かっている。この回路で得られた負荷抵抗$R\,[\Omega]$の消費電力の測定値$V_1I_1\,[\mathrm{W}]$に対して，$R\,[\Omega]$の消費電力を真値とするとき，誤差率の値[%]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題17】 （選択問題）問17及び問18は選択問題であり，問17又は問18のどちらかを選んで解答すること。両方解答すると採点されません。 図1の端子a-d間の合成静電容量について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 端子b-c-d間は図2のように$\Delta$結線で接続されている。これを図3のようにY結線に変換したとき，電気的に等価となるコンデンサ$C$の値$[\mu\mathrm{F}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題17】 （選択問題）問17及び問18は選択問題であり，問17又は問18のどちらかを選んで解答すること。両方解答すると採点されません。 図1の端子a-d間の合成静電容量について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) 図3を用いて，図1の端子b-c-d間をY結線回路に変換したとき，図1の端子a-d間の合成静電容量$C_0$の値$[\mu\mathrm{F}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題18】 （選択問題）問17及び問18は選択問題であり，問17又は問18のどちらかを選んで解答すること。両方解答すると採点されません。 図1は，飽和領域で動作する接合形FETを用いた増幅回路を示し，図中の$v_i$並びに$v_o$はそれぞれ，入力と出力の小信号交流電圧$[\mathrm{V}]$を表す。また，図2は，その増幅回路で使用するFETのゲート-ソース間電圧$V_{gs}\,[\mathrm{V}]$に対するドレーン電流$I_d\,[\mathrm{mA}]$の特性を示している。抵抗$R_G=1\,\mathrm{M\Omega}$，$R_D=5\,\mathrm{k\Omega}$，$R_L=2.5\,\mathrm{k\Omega}$，直流電源電圧$V_{DD}=20\,\mathrm{V}$とするとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) FETの動作点が図2の点Pとなる抵抗$R_S$の値$[\mathrm{k\Omega}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題18】 （選択問題）問17及び問18は選択問題であり，問17又は問18のどちらかを選んで解答すること。両方解答すると採点されません。 図1は，飽和領域で動作する接合形FETを用いた増幅回路を示し，図中の$v_i$並びに$v_o$はそれぞれ，入力と出力の小信号交流電圧$[\mathrm{V}]$を表す。また，図2は，その増幅回路で使用するFETのゲート-ソース間電圧$V_{gs}\,[\mathrm{V}]$に対するドレーン電流$I_d\,[\mathrm{mA}]$の特性を示している。抵抗$R_G=1\,\mathrm{M\Omega}$，$R_D=5\,\mathrm{k\Omega}$，$R_L=2.5\,\mathrm{k\Omega}$，直流電源電圧$V_{DD}=20\,\mathrm{V}$とするとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) 図2の特性曲線の点Pにおける接線の傾きを読むことで，FETの相互コンダクタンスが$g_m=6\,\mathrm{mS}$であるとわかる。この値を用いて，増幅回路の小信号交流等価回路をかくと図3となる。ここで，コンデンサ$C_1$，$C_2$，$C_S$のインピーダンスが使用する周波数で十分に小さいときを考えており，FETの出力インピーダンスが$R_D\,[\mathrm{k\Omega}]$や$R_L\,[\mathrm{k\Omega}]$より十分大きいとしている。 この増幅回路の電圧増幅度$A_v=\dfrac{v_o}{v_i}$の値として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，水力発電の理論式に関する記述である。 図に示すように，放水地点の水面を基準面とすれば，基準面から貯水池の静水面までの高さ$H_g\,[\mathrm{m}]$を一般に(ア)という。また，水路や水圧管の壁と水との摩擦によるエネルギー損失に相当する高さ$h_l\,[\mathrm{m}]$を(イ)という。さらに，$H_g$と$h_l$の差$H=H_g-h_l$を一般に(ウ)という。 今，$Q\,[\mathrm{m^3/s}]$の水が水車に流れ込み，水車の効率を$\eta_w$とすれば，水車出力$P_w$は(エ)になる。さらに，発電機の効率を$\eta_g$とすれば，発電機出力$P$は(オ)になる。ただし，重力加速度は$9.8\,\mathrm{m/s^2}$とする。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

定格出力$1000\,\mathrm{MW}$，速度調定率5%のタービン発電機と，定格出力$300\,\mathrm{MW}$，速度調定率3%の水車発電機が電力系統に接続され，前者は80%出力，後者は60%出力にて定格周波数（$50\,\mathrm{Hz}$）でガバナフリー運転を行っている。 負荷が急変して，系統周波数が$0.2\,\mathrm{Hz}$低下したとき，タービン発電機と水車発電機の出力$[\mathrm{MW}]$の組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし，このガバナフリー運転におけるガバナ特性は直線とし，問題文の速度調定率に従うものとする。また，この系統内で周波数調整を行っている発電機はこの2台のみとする。

次の文章は，汽力発電所の復水器に関する記述である。 汽力発電所の復水器は，タービンの(ア)を冷却し水に戻して復水を回収する装置である。内部の(イ)を保持することで，タービンの入口蒸気と出口蒸気の(ウ)を大きくし，タービンの(エ)を高めている。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

軽水炉で使用されている原子燃料に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

分散型電源に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，変圧器のY-Y結線方式の特徴に関する記述である。 一般に，変圧器のY-Y結線は，一次，二次側の中性点を接地でき，1線地絡などの故障に伴い発生する(ア)の抑制，電線路及び機器の絶縁レベルの低減，地絡故障時の(イ)の確実な動作による電線路や機器の保護等，多くの利点がある。 一方，相電圧は(ウ)を含むひずみ波形となるため，中性点を接地すると，(ウ)電流が線路の静電容量を介して大地に流れることから，通信線への(エ)障害の原因となる等の欠点がある。このため，(オ)による三次巻線を設けて，これらの欠点を解消する必要がある。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，配電線路の電圧調整に関する記述である。誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

架空送電線路の構成要素に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，送電線路における架空地線に関する記述である。 送電線路の鉄塔の上部に十分な強さをもった(ア)を張り，鉄塔を通じて接地したものを架空地線といい，送電線への直撃雷を防止するために設置される。 図において，架空地線と送電線とを結ぶ直線と，架空地線から下ろした鉛直線との間の角度$\theta$を(イ)と呼んでいる。この角度が(ウ)ほど直撃雷を防止する効果が大きい。 架空地線や鉄塔に直撃雷があった場合，鉄塔から送電線に(エ)を生じることがある。これを防止するために，鉄塔の接地抵抗を小さくするような対策が講じられている。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

我が国の地中送電線路に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

直流送電に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

両端の高さが同じで径間距離$250\,\mathrm{m}$の架空電線路があり，電線$1\,\mathrm{m}$当たりの重量は$20.0\,\mathrm{N}$で，風圧荷重はないものとする。 今，水平引張荷重が$40.0\,\mathrm{kN}$の状態で架線されているとき，たるみ$D$の値$[\mathrm{m}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

単相2線式及び単相3線式の線路での電力損失について，次の問に答えよ。 下図のように，単相$100\,\mathrm{V}$の抵抗負荷に単相2線式及び単相3線式の低圧配電方式で送電する。負荷の総容量は同一であり，3線式の場合，負荷は図のように線間に均等分割されるものとする。単相2線式での線路の抵抗損を1とすると，単相3線式の線路の抵抗損は$\dfrac{1}{5}$であった。このとき，単相2線式での線路の1線当たりの抵抗に対して，単相3線式での線路の1線当たりの抵抗はどのような大きさとなるか。最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

電線の導体に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題15】 ある需要端の負荷に対し，水力発電所1か所と重油専焼汽力発電所1か所によって電力を供給する場合において，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 水力発電所の最大使用水量$20\,\mathrm{m^3/s}$，総落差$200\,\mathrm{m}$，損失水頭$7\,\mathrm{m}$，水車と発電機の総合効率85%，年間の設備利用率60%としたとき，この発電所の年間発電電力量$[\mathrm{GW{\cdot}h}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題15】 ある需要端の負荷に対し，水力発電所1か所と重油専焼汽力発電所1か所によって電力を供給する場合において，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) 需要端の負荷に供給する最大電力が$100\,\mathrm{MW}$，年負荷率60%の場合，汽力発電所における重油の年間の消費量$[\mathrm{kL}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし，この汽力発電所の発電端熱効率は40%で運転出力に関わらず一定とする。使用する重油の発熱量は$39100\,\mathrm{kJ/L}$とし，発電所から需要端までの送電損失，発電所内損失は無視するものとする。

【B問題16】 図のような系統において，昇圧用変圧器の容量は$30\,\mathrm{MV{\cdot}A}$，変圧比は$11\,\mathrm{kV}/33\,\mathrm{kV}$，百分率インピーダンスは自己容量基準で7.8%，計器用変流器（CT）の変流比は$400\,\mathrm{A}/5\,\mathrm{A}$である。系統の点Fにおいて，三相短絡事故が発生し，$1800\,\mathrm{A}$の短絡電流が流れたとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，CTの磁気飽和は考慮しないものとする。 (a) 系統の基準容量を$10\,\mathrm{MV{\cdot}A}$としたとき，事故点Fから電源側をみた百分率インピーダンスの値[%]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題16】 図のような系統において，昇圧用変圧器の容量は$30\,\mathrm{MV{\cdot}A}$，変圧比は$11\,\mathrm{kV}/33\,\mathrm{kV}$，百分率インピーダンスは自己容量基準で7.8%，計器用変流器（CT）の変流比は$400\,\mathrm{A}/5\,\mathrm{A}$である。系統の点Fにおいて，三相短絡事故が発生し，$1800\,\mathrm{A}$の短絡電流が流れたとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，CTの磁気飽和は考慮しないものとする。 (b) 過電流継電器（OCR）を$0.09\,\mathrm{s}$で動作させるには，OCRの電流タップ値を何アンペアの位置に整定すればよいか，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし，OCRのタイムレバー位置は3に整定されており，タイムレバー位置10における限時特性は図示のとおりである。

【B問題17】 図のような単相3線式配電線路がある。系統の中間点に図のとおり負荷が接続されており，末端のAC間に太陽光発電設備が逆変換装置を介して接続されている。各部の電圧及び電流が図に示された値であるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，図示していないインピーダンスは無視するとともに，線路のインピーダンスは抵抗であり，負荷の力率は1，太陽光発電設備は発電出力電流（交流側）$15\,\mathrm{A}$，力率1で一定とする。 (a) 図中の回路の空白箇所(ア)〜(ウ)に流れる電流の値$[\mathrm{A}]$の組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題17】 図のような単相3線式配電線路がある。系統の中間点に図のとおり負荷が接続されており，末端のAC間に太陽光発電設備が逆変換装置を介して接続されている。各部の電圧及び電流が図に示された値であるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，図示していないインピーダンスは無視するとともに，線路のインピーダンスは抵抗であり，負荷の力率は1，太陽光発電設備は発電出力電流（交流側）$15\,\mathrm{A}$，力率1で一定とする。 (b) 図中AB間の端子電圧$V_{AB}$の値$[\mathrm{V}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

直流機の電機子反作用に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

界磁に永久磁石を用いた小形直流電動機がある。この電動機の電機子に$12\,\mathrm{V}$の電圧を加えたところ，無負荷の状態で$3000\,\mathrm{min^{-1}}$で回転した。この電圧を維持したまま負荷を与えて，$2\,\mathrm{A}$の電機子電流を流したところ，損失が$3\,\mathrm{W}$発生した。この時の回転数$[\mathrm{min^{-1}}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし，ブラシの接触による電圧降下及び電機子反作用は無視できるものとし，損失は電機子巻線の銅損しか存在しないものとする。

次の文章は，誘導機の速度制御に関する記述である。 誘導機の回転速度$n\,[\mathrm{min^{-1}}]$は，滑り$s$，電源周波数$f\,[\mathrm{Hz}]$，極数$p$を用いて$n=120(\text{ア})$と表される。したがって，誘導機の速度は電源周波数によって制御することができ，特にかご形誘導電動機において(イ)電源装置を用いた制御が広く利用されている。 かご形誘導機ではこの他に，運転中に固定子巻線の接続を変更して(ウ)を切り換える制御法や，(エ)の大きさを変更する制御法がある。前者は，効率はよいが，速度の変化が段階的となる。後者は，速度の安定な制御範囲を広くするために(オ)の値を大きくとり，銅損が大きくなる。 巻線形誘導機では，(オ)の値を調整することにより，トルクの比例推移を利用して速度を変える制御法がある。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

あるかご形三相誘導電動機を定格電圧でY-$\Delta$始動したところ，始動トルクは$60\,\mathrm{N{\cdot}m}$であった。また，$\Delta$結線での全電圧始動時（定格電圧）の始動トルクは定格運転時の240%である。この電動機の定格運転時のトルクの値$[\mathrm{N{\cdot}m}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

円筒形三相同期電動機において，電動機の励磁電流を調整して，遅れ力率で運転しているものとする。このとき，供給電圧$V\,[\mathrm{V}]$，電機子電流$I_M\,[\mathrm{A}]$としたとき，誘導起電力$E\,[\mathrm{V}]$，並びに同期リアクタンスによる電圧降下$jx_sI_M\,[\mathrm{V}]$の関係を示すベクトル図として，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。なお，同期リアクタンスの大きさに対して巻線抵抗は十分小さいとみなせるものとする。

回転速度$600\,\mathrm{min^{-1}}$で運転している極数10の同期発電機がある。この発電機に極数8の同期発電機を並行運転させる場合，極数8の発電機の回転速度$[\mathrm{min^{-1}}]$の値として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，電気機器の損失に関する記述である。 a. コイルの電流とコイルの抵抗によるジュール熱が(ア)であり，この損失を低減するため，コイルを構成する電線の断面積を大きくする。交流電流が並列コイルに分かれて流れると，並列コイル間の電流不平衡からこの損失が増加する。この損失を低減するため，並列回路を構成する各コイルの鎖交磁束と抵抗値，すなわち，各コイルのインピーダンスを等しくする。 b. 鉄心に交流磁束が通ると損失が発生する。その成分は(イ)と(ウ)の二つに分類される。前者は，交流磁束によって誘導された電流が鉄心を流れてジュール熱として発生する。そこで，電気抵抗が高い強磁性材料や，表面を絶縁膜で覆った薄い鉄板を積層した積層鉄心を磁気回路に用いて，電流の経路を断つことで損失を低減する。後者は，鉄心の磁束が磁界の履歴に依存するために発生する。この(ウ)を低減するために電磁鋼板が磁気回路に広く用いられている。 c. 上記の電磁気要因の損失のほか，電動機や発電機では，回転子の運動による軸受け摩擦損や冷却ファンの空気抵抗による損失などの(エ)がある。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

変圧器の一次側（巻数$N_1$）の諸量を二次側（巻数$N_2$）に換算した場合の簡易等価回路の換算係数に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし，この変圧器の巻数比$\dfrac{N_1}{N_2}$を$a$とする。

変圧器の規約効率を計算する場合，巻線の抵抗値を$75\,^{\circ}\mathrm{C}$の基準温度の値に補正する。 ある変圧器の巻線の温度と抵抗値を測ったら，$20\,^{\circ}\mathrm{C}$のとき$1.0\,\Omega$であった。この変圧器の$75\,^{\circ}\mathrm{C}$における巻線抵抗値$[\Omega]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし，巻線は銅導体であるものとし，$T\,[^{\circ}\mathrm{C}]$と$t\,[^{\circ}\mathrm{C}]$の抵抗値の比は，$(235+T):(235+t)$である。

電力変換装置では，各種のパワー半導体デバイスが使用されている。パワー半導体デバイスの定常的な動作に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

電動機ではずみ車を加速して，運動エネルギーを蓄えることを考える。 まず，加速するための電動機のトルクを考える。加速途中の電動機の回転速度を$N\,[\mathrm{min^{-1}}]$とすると，そのときの毎秒の回転速度$n\,[\mathrm{s^{-1}}]$は①式で表される。この回転速度$n\,[\mathrm{s^{-1}}]$から②式で角速度$\omega\,[\mathrm{rad/s}]$を求めることができる。このときの電動機が1秒間にする仕事，すなわち出力を$P\,[\mathrm{W}]$とすると，トルク$T\,[\mathrm{N{\cdot}m}]$は③式となる。③式のトルクによってはずみ車を加速する。電動機が出力し続けて加速している間，この分のエネルギーがはずみ車に注入される。電動機に直結するはずみ車の慣性モーメントを$I\,[\mathrm{kg{\cdot}m^2}]$として，加速が完了したときの電動機の角速度を$\omega_0\,[\mathrm{rad/s}]$とすると，このはずみ車に蓄えられている運動エネルギー$E\,[\mathrm{J}]$は④式となる。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

誘導加熱に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

図に示すようなフィードバック制御系がある。閉ループ周波数伝達関数$W(j\omega)=\dfrac{C(j\omega)}{R(j\omega)}$のボード線図の折線近似ゲイン特性として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし，$\omega$は角周波数$[\mathrm{rad/s}]$を表す。

入力信号がA，B及びC，出力信号がXの論理回路が次の真理値表を満たしているとき，Xの論理式として，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題15】 定格出力$15\,\mathrm{kW}$，定格周波数$60\,\mathrm{Hz}$，4極の三相誘導電動機があり，トルク一定の負荷を負って運転している。この電動機について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 定格回転速度$1746\,\mathrm{min^{-1}}$で運転しているときの滑り周波数の値$[\mathrm{Hz}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題15】 定格出力$15\,\mathrm{kW}$，定格周波数$60\,\mathrm{Hz}$，4極の三相誘導電動機があり，トルク一定の負荷を負って運転している。この電動機について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) インバータにより一次周波数制御を行って，一次周波数を$40\,\mathrm{Hz}$としたときの回転速度$[\mathrm{min^{-1}}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし，滑り周波数は一次周波数にかかわらず常に一定とする。

【B問題16】 図1に示す降圧チョッパの回路は，電圧$E$の直流電源，スイッチングする半導体デバイスS，ダイオードD，リアクトルL，及び抵抗Rの負荷から構成されている。また，図2には，図1の回路に示すダイオードDの電圧$v_D$と負荷の電流$i_R$の波形を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 降圧チョッパの回路動作に関し，図3〜図5に，実線で示した回路に流れる電流のループと方向を示した三つの電流経路を考える。図2の時刻$t_1$及び時刻$t_2$において，それぞれどの電流経路となるか。正しい組合せを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題16】 図1に示す降圧チョッパの回路は，電圧$E$の直流電源，スイッチングする半導体デバイスS，ダイオードD，リアクトルL，及び抵抗Rの負荷から構成されている。また，図2には，図1の回路に示すダイオードDの電圧$v_D$と負荷の電流$i_R$の波形を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) 電圧$E$が$100\,\mathrm{V}$，降圧チョッパの通流率が50%，負荷抵抗$R$が$2\,\Omega$とする。デバイスSは周期$T$の高周波でスイッチングし，リアクトルLの平滑作用により，図2に示す電流$i_R$のリプル成分は十分小さいとする。電流$i_R$の平均値$I_R\,[\mathrm{A}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題17】 （選択問題）問17及び問18は選択問題であり，問17又は問18のどちらかを選んで解答すること。両方解答すると採点されません。 どの方向にも光度が等しい均等放射の点光源がある。この点光源の全光束は$15000\,\mathrm{lm}$である。この点光源二つ（A及びB）を屋外で図のように配置した。地面から点光源までの高さはいずれも$4\,\mathrm{m}$であり，AとBとの距離は$6\,\mathrm{m}$である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，考える空間には，A及びB以外に光源はなく，地面や周囲などからの反射光の影響もないものとする。 (a) 図において，点光源Aのみを点灯した。Aの直下の地面A点における水平面照度の値$[\mathrm{lx}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題17】 （選択問題）問17及び問18は選択問題であり，問17又は問18のどちらかを選んで解答すること。両方解答すると採点されません。 どの方向にも光度が等しい均等放射の点光源がある。この点光源の全光束は$15000\,\mathrm{lm}$である。この点光源二つ（A及びB）を屋外で図のように配置した。地面から点光源までの高さはいずれも$4\,\mathrm{m}$であり，AとBとの距離は$6\,\mathrm{m}$である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，考える空間には，A及びB以外に光源はなく，地面や周囲などからの反射光の影響もないものとする。 (b) 図において，点光源Aを点灯させたまま，点光源Bも点灯した。このとき，地面C点における水平面照度の値$[\mathrm{lx}]$として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題18】 （選択問題）問17及び問18は選択問題であり，問17又は問18のどちらかを選んで解答すること。両方解答すると採点されません。 図1は，調節計の演算回路などによく用いられるブロック線図を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 図2は，図1のブロック$G_1(j\omega)$の詳細を示し，静電容量$C\,[\mathrm{F}]$と抵抗$R\,[\Omega]$からなる回路を示す。この回路の入力量$V_1(j\omega)$に対する出力量$V_2(j\omega)$の周波数伝達関数$G_1(j\omega)=\dfrac{V_2(j\omega)}{V_1(j\omega)}$を表す式として，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

【B問題18】 （選択問題）問17及び問18は選択問題であり，問17又は問18のどちらかを選んで解答すること。両方解答すると採点されません。 図1は，調節計の演算回路などによく用いられるブロック線図を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) 図1のブロック線図において，閉ループ周波数伝達関数$G(j\omega)=\dfrac{X(j\omega)}{Y(j\omega)}$で，ゲイン$K$が非常に大きな場合の近似式として，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 なお，この近似式が成立する場合，この演算回路は比例プラス積分要素と呼ばれる。

次の文章は，｢電気事業法施行規則｣に基づく自家用電気工作物を設置する者が保安規程に定めるべき事項の一部に関しての記述である。 a) 自家用電気工作物の工事，維持又は運用に関する業務を管理する者の (ア) に関すること。 b) 自家用電気工作物の工事，維持又は運用に従事する者に対する (イ) に関すること。 c) 自家用電気工作物の工事，維持及び運用に関する保安のための (ウ) 及び検査に関すること。 d) 自家用電気工作物の運転又は操作に関すること。 e) 発電所又は蓄電所の運転を相当期間停止する場合における保全の方法に関すること。 f) 災害その他非常の場合に採るべき (エ) に関すること。 g) 自家用電気工作物の工事，維持及び運用に関する保安についての (オ) に関すること。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，｢電気工事業の業務の適正化に関する法律｣に規定されている電気工事業者に関する記述である。 この法律において，｢電気工事業｣とは，電気工事士法に規定する電気工事を行う事業をいい，｢ (ア) 電気工事業者｣とは，経済産業大臣又は (イ) の (ア) を受けて電気工事業を営む者をいう。また，｢通知電気工事業者｣とは，経済産業大臣又は (イ) に電気工事業の開始の通知を行って，(ウ) に規定する自家用電気工作物のみに係る電気工事業を営む者をいう。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(ウ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，｢電気設備技術基準｣に関する記述である。 電路は，大地から (ア) しなければならない。ただし，構造上やむを得ない場合であって通常予見される使用形態を考慮し危険のおそれがない場合，又は (イ) による高電圧の侵入等の異常が発生した際の危険を回避するための (ウ) その他の保安上必要な措置を講ずる場合は，この限りでない。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(ウ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

｢電気設備技術基準の解釈｣に基づく，高圧の機械器具(これに附属する高圧電線であってケーブル以外のものを含む。以下同じ。)の施設について，発電所，蓄電所又は変電所，開閉所若しくはこれらに準ずる場所以外の場所において，高圧の機械器具を施設することができる場合として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，｢電気設備技術基準｣における(地中電線等による他の電線及び工作物への危険の防止)及び(地中電線路の保護)に関する記述である。 a) 地中電線，屋側電線及びトンネル内電線その他の工作物に固定して施設する電線は，他の電線，弱電流電線等又は管(以下，｢他の電線等｣という。)と (ア) し，又は交さする場合には，故障時の (イ) により他の電線等を損傷するおそれがないように施設しなければならない。ただし，感電又は火災のおそれがない場合であって，(ウ) 場合は，この限りでない。 b) 地中電線路は，車両その他の重量物による圧力に耐え，かつ，当該地中電線路を埋設している旨の表示等により掘削工事からの影響を受けないように施設しなければならない。 c) 地中電線路のうちその内部で作業が可能なものには，(エ) を講じなければならない。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

架空電線路の支持物に，取扱者が昇降に使用する足場金具等を地表上1.8m未満に施設することができる場合として，｢電気設備技術基準の解釈｣に基づき，不適切なものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

｢電気設備技術基準の解釈｣に基づく分散型電源の系統連系設備に係る用語の定義に関する記述として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，｢電気設備技術基準｣における電気さくの施設の禁止，及び｢電気設備技術基準の解釈｣における電気さくの施設に関する記述である。 電気さくは，施設してはならない。ただし，田畑，牧場，その他これに類する場所において野獣の侵入又は家畜の脱出を防止するために施設する場合であって，絶縁性がないことを考慮し，(ア) のおそれがないように施設するときは，この限りでない。 電気さくを施設した場所には，人が見やすいように適当な間隔で (イ) である旨の表示をすること。また，電気さく用電源装置が使用電圧 (ウ) V以上の電源から電気の供給を受けるものである場合において，人が容易に立ち入る場所に電気さくを施設するときは，当該電気さくに電気を供給する電路に，定格感度電流が (エ) mA以下，動作時間が0.1秒以下の漏電遮断器を施設すること。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，｢電気設備技術基準の解釈｣に基づく，ライティングダクト工事による低圧屋内配線の施設に関する記述として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，計器用変成器の変流器に関する記述である。その記述内容として誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図は，線間電圧 $V$ [V]，周波数 $f$ [Hz]の中性点非接地方式の三相3線式高圧配電線路及びある需要設備の高圧地絡保護システムを簡易に示した単線図である。高圧配電線路一相の全対地静電容量を $C_1$ [F]，需要設備一相の全対地静電容量を $C_2$ [F]とするとき，次の(a)の問に答えよ。 ただし，図示されていない負荷，線路定数及び配電用変電所の制限抵抗は無視するものとする。 (a) 図の配電線路において，遮断器が｢入｣の状態で地絡事故点に一線完全地絡事故が発生し地絡電流 $I_g$ [A]が流れた。このとき $I_g$ の大きさを表す式として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，間欠アークによる影響等は無視するものとし，この地絡事故によって遮断器は遮断しないものとする。

小問(a)の地絡電流 $I_g$ は高圧配電線路側と需要設備側に分流し，需要設備側に分流した電流は零相変流器を通過して検出される。上記のような需要設備構外の事故に対しても，零相変流器が検出する電流の大きさによっては地絡継電器が不必要に動作する場合があるので注意しなければならない。地絡電流 $I_g$ が高圧配電線路側と需要設備側に分流する割合は $C_1$ と $C_2$ の比によって決まるものとしたとき，$I_g$ のうち需要設備の零相変流器で検出される電流の値[mA]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし，$V=6600$ V，$f=60$ Hz，$C_1=2.3\ \mu$F，$C_2=0.02\ \mu$Fとする。

三相3線式の高圧電路に300kW，遅れ力率0.6の三相負荷が接続されている。この負荷と並列に進相コンデンサ設備を接続して力率改善を行うものとする。進相コンデンサ設備は図に示すように直列リアクトル付三相コンデンサとし，直列リアクトルSRのリアクタンス $X_L$ [$\Omega$]は，三相コンデンサSCのリアクタンス $X_C$ [$\Omega$]の6％とするとき，次の(a)の問に答えよ。ただし，高圧電路の線間電圧は6600Vとし，無効電力によって電圧は変動しないものとする。 (a) 進相コンデンサ設備を高圧電路に接続したときに三相コンデンサSCの端子電圧の値[V]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

進相コンデンサ設備を負荷と並列に接続し，力率を遅れ0.6から遅れ0.8に改善した。このとき，この設備の三相コンデンサSCの容量の値[kvar]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

電気工作物に起因する供給支障事故について，次の(a)の問に答えよ。 (a) 次の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 1. 電気事業法第39条(事業用電気工作物の維持)において，事業用電気工作物の損壊により (ア) 者又は配電事業者の電気の供給に著しい支障を及ぼさないようにすることが規定されている。 2. ｢電気関係報告規則｣において，(イ) を設置する者は，(ア)，配電事業又は特定送配電事業の用に供する電気工作物と電気的に接続されている電圧 (ウ) V以上の (イ) の破損又は (イ) の誤操作若しくは (イ) を操作しないことにより (ア) 者，配電事業者又は特定送配電事業者に供給支障を発生させた場合，電気工作物の設置の場所を管轄する産業保安監督部長に事故報告をしなければならないことが規定されている。 3. 図1に示す高圧配電系統により高圧需要家が受電している。事故点1，事故点2又は事故点3のいずれかで短絡等により高圧配電系統に供給支障が発生した場合，2.の報告対象となるのは (エ) である。

次の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 1. 受電設備を含む配電系統において，過負荷又は短絡あるいは地絡が生じたとき，供給支障の拡大を防ぐため，事故点直近上位の遮断器のみが動作し，他の遮断器は動作しないとき，これらの遮断器の間では (ア) がとられているという。 2. 図2は，図1の高圧需要家の事故点2又は事故点3で短絡が発生した場合の過電流と遮断器(遮断器A及び遮断器B)の継電器動作時間の関係を示したものである。(ア) がとられている場合，遮断器Bの継電器動作特性曲線は，(イ) である。 3. 図3は，図1の高圧需要家の事故点2で地絡が発生した場合の零相電流と遮断器(遮断器A及び遮断器B)の継電器動作時間の関係を示したものである。(ア) がとられている場合，遮断器Bの継電器動作特性曲線は，(ウ) である。また，地絡の発生箇所が零相変流器より負荷側か電源側かを判別するため (エ) の使用が推奨されている。